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華科星--智造筑夢者伺服電機(jī)讓自動化生產(chǎn)更簡單高效

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華科星電氣 | 伺服控制系統(tǒng)的分類和優(yōu)勢有哪些

返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2018.12.23

伺服控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)之一,是工業(yè)自動化不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。位置伺服控制系統(tǒng),一般是以足夠的位置控制精度(定位精度)、位置跟蹤精度(位置跟蹤誤差)和足夠快的跟蹤速度作為它的主要控制目標(biāo)。系統(tǒng)運行時要求能以一定的精度隨時跟蹤指令的變化,因而系統(tǒng)中伺服電動機(jī)的運行速度常常是不斷變化的。故伺服系統(tǒng)在跟蹤性能方面的要求一般要比普通調(diào)速系統(tǒng)高且嚴(yán)格得多。由于直流電動機(jī)存在電刷和換向器的限制,以及直流伺服系統(tǒng)生產(chǎn)、維護(hù)成本高。伴隨著新的控制器件和電機(jī)控制方法的出現(xiàn),伺服系統(tǒng)的已經(jīng)廣泛地替代了直流伺服系統(tǒng)。下面 華科星電氣小編為您介紹伺服電機(jī)的分類及優(yōu)勢。

華科星電氣 | 伺服控制系統(tǒng)的分類和優(yōu)勢有哪些

1伺服系統(tǒng)分類

伺服系統(tǒng)根據(jù)處理信號的方式不同,大致可以分為數(shù)字模擬混合式伺服、模擬式伺服和全數(shù)字式伺服;若根據(jù)所使用的伺服電動機(jī)的種類不同,又可分為三種:一種是用永磁同步伺服電動機(jī)構(gòu)成的伺服系統(tǒng),包括方波永磁同步電動機(jī)(無刷直流機(jī))伺服系統(tǒng)和正弦波永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng);另一種是用鼠籠型異步電動機(jī)構(gòu)成的伺服系統(tǒng)。二者的不同之處在于永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)中需要采用磁極位置傳感器而感應(yīng)電動機(jī)伺服系統(tǒng)中含有滑差頻率計算部分。若采用微處理器軟件實現(xiàn)伺服控制,可以使永磁同步伺服電動機(jī)和鼠籠型異步伺服電動機(jī)使用同一套伺服放大器。

2伺服電機(jī)的優(yōu)勢

步進(jìn)電機(jī)是一種離散運動的裝置,它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。主要存在以下幾點區(qū)別。

(1)控制精度不同

伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。對于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。

(2)矩頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

(3)低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。伺服電機(jī)運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能,可檢測出機(jī)械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。

(4)運行性能不同

步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。

(5)速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。伺服系統(tǒng)的加速性能較好。

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